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计算机组成习题考核 (1)

习题1：设主存容量1MB，Cache容量16KB，块的大小为0.5KB。

要求：写出主存地址格式；Cache地址格式；画出直接地址映像及变换图。

解题：主存地址格式：

Cache地址格式：

习题2：设主存容量1MB，字长32位，直接映像的Cache容量是512字。Cache块长为8字。请写出主存地址格式。

解题：Cache块长是8字，由于字长是32位，所以有32个字节，字地址有5位。Cache容量是512字（题目给出）=512Χ32=211B，Cache地址格式是：

主存地址格式：

习题3：一个Cache的容量是2K字，每块为16字。问：该Cache可容纳多少块；如果主存容量有256K字，有多少块；主存地址有多少位；Cache地址有多少位；在直接映射方式下，主存的第i块映射到Cache 中的第几块？

解题：该Cache可容纳2K字/16字=128块；主存有256K字/16字

=16384块；主存地址是18位（由于256K字=218）；Cache地址位11位（Cache容量是2K=211）；在直接映射方式下，主存的第i块映射到Cache中的第imod 128个块中。

习题4：一个采取4路组相联映像的Cache，其容量是16KB，主存容量是2MB，每个字块有8个字，每个字有32位。请写出：

（1）主存地址多少位（按字节编址），各字段如何划分？

（2）设Cache起始为空，CPU从主存单元0，

1……………101。依次读出101字（主存一次读出一个字），并重复按此次序数读11次，问命中率为多少？

（3）若Cache速度是主存的5倍，问采用Cache与不采用Cache速度提高多少倍？

习题5：某计算机的组相联映像Cache由64个块组成，每组由4个块组成，主存块数4096，每块为128字，（1）写出Cache地址格式及位数。

（2）写出主存地址格式和位数。

（3）画出组相联映像方式变换示意图。

解题：（1）Cache由64块组成，而每组4块，因此Cache共有16组。它的容量=64 Х 128字（每块为128字）=213字；因此主存地址格式如下：

个组；主存容量=4096 Х 128个字=219 主存地址格式如下：

习题6：某计算机主存容量为4MB ，虚拟存储器容量1GB ，页面大小是4KB 。请写出：主存地址格式；虚拟地址格式；页表长度；并画出虚实地址转换示意图。

解题：主存地址格式：

虚拟地址格式：

页表长度是218=256KB 。

虚实地址转换示意图：

习题7：某计算机指令格式如下：

15 10 9 8 7

图中X 为寻址特征位，且X=0时不变址；X=1时用变址寄存器X 1进行变址；X=2时用变址寄存器X 2进行变址；X=3时相对寻址。设（PC ）=1234H ，（X 1 ）=0037H ，（X 2）=1122H 。请确定下列指令的有效地址：

（1）4420H （2）6723H （3） 3521H

习题8：指令和数据均存放在内存中，CPU 如何从时间和空间上区分它们是指令还是数据？

习题9：设有一个具有14位地址和8位字长的存储器。问：该存储器能储存多少字节的信息？如果存储器由1K Χ 1位RAM 芯片组成，需要多少片？需要地址多少位作芯片选择？

习题10：请说出常用寻址方式及有效地址的计算。

习题11：某计算机系统中基址寄存器的内容是2000H ，变址寄存器内容是03A0H ，指令的地址码部分是003FH ，当前正在执行的指令所在地址为2B00H 。问：

（1）求基址变址编址和相对编址两种的访存有效地址。

（2）设变址编址用于取数指令，相对编址用于转移指令，存储器内

存放的内容如下：

（3）若采用直接编址，请写出从存储器取出的数据。

解题：（1）基址变址编址访存有效地址是基址寄存器的内容、变址寄存器内容、再加上D，即=2000H+03A0H+003FH=23DFH。相对编址访存有效地址是PC+D=2B00H+0002H+3FH=2B41H。

（2）取出的数据是2800H，转移地址为2B41H。

（3）若采用直接编址，从存储器取出的数据是2300。

习题12：假设某计算机指令字长度是32位，具有零地址、一地址、二地址等三种地址格式，每个操作数地址规定用8位表示，若操作码字段固定为8位，现已设计出L条零地址指令，K条二地址指令，那么这台计算机最多能设计出多少条一地址指令？

解题：由于操作码字段是8位，故最多只能 256条指令（28）。

因此还能设计出256-（L+K）条指令。

习题13：指令字长是16位，每个地址码是6位，采用扩展操作码的方式，设计100条零地址指令、100条一地址指令、14条二地址指令。

请写出扩展图。

解题：0000 XXXXXX XXXXXX（其中X-是地址码有两个6位）

1101 XXXXXX XXXXXX （14条二地址指令）

1110 000000 XXXXXX

1111 100011 XXXXXX （100条一地址指令）

1111 100100 000000

1111 100101 100011 （100条零地址指令）。

习题14：指令字长是20位，每个操作数地址为6位（单操作数、双操作数、无操作数三种），当单操作数指令条数取最大值时，双操作数指令条数也取最大值，问：这几种指令最多可能拥有的指令数为多少？

解题：按照前一题的思路得出：

00000000（8位操作码） XXXXXX XXXXXX

11111110 XXXXXX XXXXXX （255条二地址指令）11111111 000000 XXXXXX

11111111 111110 XXXXXX （63条一地址指令）11111111 111111 000000

11111111 111111 111111 （64 条零地址指令）。

习题15：已知某磁盘存储器转速是2400转/分，每个记录面道数是200道，平均查找时间是60ms，每道存储容量96K bit,求磁盘的存取时间与数据传输率。

解题：磁盘的存取时间=平均查找时间+平均等待时间

平均等待时间等于磁盘旋转一周所需时间的一半=（1/40）Χ0.5 其中（1/40）是2400转/分=40转/秒；

磁盘的存取时间=（1/40）Χ0.5+60ms=72.5ms;

数据传输率Dr=r Χ N=40Χ96K=3840Ｋbit/s

习题16：某双面磁盘，每面磁道数220，已知磁盘转速3000转/分，数据传输率Dr为17500B/s，求磁盘的总容量。

解题：已知数据传输率Dr是由r Χ N组成，所以N=Dr/r=（17500B/s）/（（3000转/分）/60）=3500B；

磁盘的总容量=每道存储容量Χ每面的道数Χ面数

=3500BΧ220Χ2

=1540000B

习题17：某双面磁盘，每面磁道数80，每磁道18扇区，每扇区512字节。请计算磁盘的容量。

解题：磁盘的容量=80Χ18Χ512Χ2=1440KB。

习题18：假设某计算机的指令长度为20位，具有双操作数、单操作数和无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用6位表示。

（1）若操作码字段固定为8位，现已设计出m条双操作数指令，n条无操作数指令，在此情况下，这台计算最多可以

设计出多少条单操作数指令？

（2）当双操作数指令的条数取最大值，且在此基础上单操作数指令条数也取最大值时，试计算这三类指令最大容许具有

的指令条数各是多少？

解题：（1）双操作数指令地址字段占12位，操作码字段为8位，由于设定全部指令采用8位固定的OP 字段，故这台计算机最多的指令条数为256条；因此可以最多设计出（256-m-n）条单操作数指令。

（2）双操作数指令条数最大值28条；单操作数指令条数最大值（214-28）条；无操作数指令条数最大值（220-214-28）条。

习题19：设主存容量为4MB，虚拟存储器容量为1GB，则虚拟地址和物理地址各为多少位？根据寻址方式计算出来的有效地址是虚拟地址还是物理地址？

解题：虚拟存储容量1GB需要30位，主存容量4MB，需要22位，程序中寻址方式计算处的有效地址是虚地址。

习题20：对页式虚拟存储器编程时，某操作数的虚地址为：01FE0H，该程序的页表起始地址是0011B，页面大小为1K，页表的内容如下：求出该操作数的实地址。

300H

307H

解题：在页式存储器管理中，为每个程序建立一张页表，记录虚页在主存中对应的实页号。程序中给出的地址是虚地址，要转换成实地址，必须通过查找该程序对应的页表，方可知对应的实页号。过程如下：虚地址=01FE0H=0000 0001 1111 1110 0000，页面大小（1K）所以页内地址10位，虚地址的低10位为页内地址，即1111100000，虚地址的剩余位是虚页号，其页表地址为页表起始地址和虚页号的连接=0011 0000 0111=307H，在内存单元307H里存放的字节中，后4位就是对应的实页号即1100，该操作数的实地址就是实页号与页内地址的连接即11 0011 1110 0000 （33E0H）

习题21：______ 、______ 和 ________ 组成三级存储系统，分级的目的是为了________ 。

解题：Cache、主存储器、虚拟存储器、提高存储器的性能价格比。

习题22：CPU采用同步控制方式时，控制器常采用 _______ 、______ 和 _______ 三级时序。

解题：时序、节拍和脉冲。

习题23：在高速计算机中，广泛采用流水线技术，例如，可以将指令执行分成取指令、分析指令和执行指令3个阶段，不同的指令的不同阶段可以 ________ 执行；各阶段的执行时间最好 _______ ；否则在流水线运行时，每个阶段的执行时间应取 _______ 。

解题：并行；相等；3个阶段执行时间的最大值。

习题24：从下例有关RISC的描述中，选择正确的描述：

1．RISC的指令系统是从复杂指令系统中挑选出的一些指令的集合。

2．RISC单周期执行的目标是使在采用流水线结构的计算机中，大体上每个机器周期能完成一条指令，而不是每

条指令只需一个机器指令就能完成。

3．RISC的指令很短，以保证每个机器周期能完成一条指令。

4．RISC需要采用编译优化技术来减少程序运行时间。

5．由RISC的发展趋势可以得出一个结论；计算机的指令系统越简单越好。

解题：其中：正确的是3、4。

习题25：微指令格式可分为 _______ 型和 ______ 型两类，其中

______ 型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。

解题：垂直、水平、垂直。

习题26：试述微程序控制器工作原理，并画出框图。

习题27：名词解释：分辨率，灰度级

解题：分辨率---- 衡量显示器清晰程度的指标，以像素的个数为标记，像素越多，分辨率越高，图象越清晰。

灰度级---- 说明显示器所显示的像素点亮度的差别，灰度级越多，显示的图象层次越丰富越逼真。

习题28：上一题中，如果分辨率是 800 Χ 600 ，灰度级是 256色，正常显示需要多少字节？

解题：因为灰度级是256色，即上28=256，所以每个像素需要8位，根据分辨率得知：800 Χ 600=480000个像素，即需要469KB。

习题29：有一幅图象，它的分辨率 1024 Χ 768，有256种颜色。写出帧存储器容量；如果每秒传输50帧。求其速率？

解题：帧存储器容量是1024 Χ 768 Χ 8位=786432字节；

传输速率 50 Χ 786432字节=约为39MB。

习题30：通常所用的阴极射线终端类显示器，可以显示ASCII字符64个，每帧显示64字Χ 25行，每个字符采用7 Χ 8 点阵，（字间间隔1点，行间间隔6点）帧频50HZ，扫描方式为逐行扫描。请回答：

1．写出显示缓冲存储器容量。

2．ROM（字符发生器）容量多大？

3．缓冲存储器存放的是ASCII代码还是点阵信息？

解题：1. 缓冲存储器（RAM）是用来存储计算机输出显示的字符编码。为了使字符能够稳定、清晰地在屏幕上显示出来，就必须连续不断地循环读出该缓冲存储器的内容；容量是64字Χ 25行=1600字节 2. ROM（存储的是字符的点阵信息）容量 64 Χ 8 Χ 1B

=512 字节

3. 缓冲存储器存放的是ASCII代码。

习题31：磁盘组有6片磁盘，每片有2个记录面，最上和最下两个面不用。存储区域内径22CM，外径33CM，道密度40道/CM，内层位密度400位/CM，转速2400转/分。问：

1．共有多少柱面？

2．盘组总存储容量是多少？

3．数据传输率多少？

4．采用定长数据块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？

寻址命令中如何表示磁盘地址？

5．如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个存储面上，还是记录在同一个柱面上？

解题：1.有效存储区域=16.5-11=5.5CM,因为道密度=40道/CM,所以40 Χ5.5=220道,即220圆柱面.

2. 内层磁道周长2лR= 2 Х

3.14 Х 11 =69.08CM,每道信息量=400道/CM Х 69.08CM=27632位=3454B,每面信息量=3454B Х 220 =759880B,盘组总容量=759880B Х 10 =7598800B.

3.磁盘数据传输率Dr=rN；r-磁盘转速=40转/秒，N-每条磁道容量=3454B；所以Dr=40 Х 3454 =13816B/s。

4．采用定长数据块格式，直接寻址的最小单位是一个记录块（一个扇区）。每个记录块记录固定字节数目的信息。在定长记录的数据块中，活动头磁盘组的编址方式可以用如下格式：

16 15 14 8 7 4 3 0

其中柱面号即磁道号，盘面号即磁头号；此地址格式表示有4台磁盘，每台有16个记录面，每面有256个磁道，每道有16个扇区。

5.如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一个柱

面上，因为不需要重新找道，读写速度快。

习题32:磁盘存储器的记录方式是采用 ________ ；磁盘的存取方式是__________ ；磁盘驱动器向盘片磁层记录数据时采用 ________ 写入；软盘适配器是 ______________ 。

解题：改进的调频制；随机半顺序存取；串行；软盘驱动器与CPU进行信息交换的通道口。

习题33：请说出CD-ROM的原理。

解题：CD-ROM 是依靠盘表面的凹坑来记录数字信息的；凹坑和非凹坑平面代表0；凹坑端部的前沿和后沿代表1。CD-ROM工作时，激光束射在光盘的表面，其反射光用来读取数据信号。

习题34：CD-ROM数据传输率在如下情况各为多少？（1）16倍速（2）32倍速。

解题：因为单速的CD-ROM的数据传输率是150KB/s；因此16倍速就是2400KB/s；32倍速就是4800KB/s。

习题35：某小型计算机字长16位，通常设计的存储空间<=32K，若将其存储空间扩展成256K，请根据以上情况提出一种设计方案。

解题：可以采用多体交叉存取方案，即将主存分成8个相互独立、容量相同的模块M0、M1、M2…………..M7，每个模块为32K Х 16位，它们具备一套地址寄存器、数据寄存器；都以等同的方式与CPU传递信息。CPU访问8个存储模块可以采用两种方式：一种是在一个存取周期内，同时访问8个存储模块，由存储器控制器控制它们分时使用总线进行信息传递；另一种是：在一个存储周期内分时访问每个体，即每经过1/8存取周期就访问一个模块。这样，对每个模块来说，从CPU 给出访存操作命令直到读出信息仍然是一个存取周期时间，而对CPU 来说，它可以在一个存取周期内连续访问8个存储体，各体的读写过程将重叠（并行）进行。

习题36：显示器的控制逻辑、存储逻辑通常在 _______ 中，VGA一般代表 ________ ，如果刷新存储器的容量是1MB，则当分辨率为800 Χ 600时，每个像素最多可以有 _______ 种颜色，若显示器每屏可以显示 80 Х 25，字符为 7 Х 9；问VRAM内存放的是

_____，其容量是 ______ 字节。

解题：主机接口板内；显示器的显示标准；约为65536种颜色，2000个字符的ASCII码，2000个。

习题37：打印机的分辨率用 __________ 表示；通常所用的键盘分为______ 、________、_________ 三种。

解题：每英寸的点数；机械触点、电容和薄膜。

习题38：中断向量地址是 ________ ；中断允许触发器用来表示

_________ ；外部设备提出中断请求的条件是 ________ 。

解题：中断服务子程序的入口地址指示器；响应中断；外设工作完成和系统允许。

习题39：程序中断大致可以分为哪些过程？

解题：中断申请、排队判优、中断响应、中断处理。

习题40：流水和一次重叠有何区别？

解题：流水把指令的解释分解为更多的子过程，一次重叠把一条指令解释的过程分解为两个过程；流水解释多条指令，而一次重叠可同时解释两条指令；由此可见一次重叠是流水的特例。

*习题41：某处理器主频为25MHZ，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期由两个时钟脉冲组成，问：

（1）假定存储器为“0”等待，请计算机器速度（每秒执行的机器指令条数）

（2）假定存储器速度较慢，每两个机器周期中有一个访问存储器周期，需插入两个时钟的等待时间，请计算机器速度。

解题：（1）存储器“0”等待是假设在访问存储器时，存储周期=机器周期，此时，机器周期=主振周期Х2（一个机器周期由两个时钟脉冲组成）=2/25MHZ=80ns，指令周期=2Х机器周期=160ns，机器平均速度=1/160ns=约等于6.25MIPS。

（2）每两个机器周期中有一个访问存储器周期，需插入两个时钟的等待时间。指令周期=160ns+40nsХ2=240ns，机器的平均速度

=1/240ns=4.2MIPS。

习题42：

解题：绿色计算机是指不会对人类及其生存环境造成不良影响的计算机。它主要要求是：节能、低污染、易回收、符合人体工程学。

习题43：假定某外设向CPU传送信息最高频率为40K次/秒，而相应中断处理程序的执行时间为40цs，问：该外设是否可以采用中断方式工作？

解题：由于外设向CPU传送信息最高频率为40K次/秒，所以外设传送一个数据的时间为频率的倒数，即25цs，也就是请求中断的周期是25цs；中断处理程序的执行时间为40цs，这样会因此丢失数据的，所以不能采用中断方式处理。

习题44：（教材中P360第10.11）

解题：（1）每个磁道的容量是1.6MB/200=1600KB/200=8KB，读一条磁道所需的时间为25ms-1.25Х4=20 ms，磁盘通道所需的最大传输率是8KB/0.02s=400KB/s。

（2）因为磁盘的数据传输率是400KB/s，所以磁盘准备一个16位字的时间为数据传输率的倒数，由于是16位（所以数据传输率应该除2），因此=1/200KB=5Х10-6 s=5цs。直接从移位寄存器送回数据的方案不能正确工作，是因为移位寄存器保存一个字的时间是5цs/160约等于0.3цs,而响应时间是3цs,因此可能回丢失数据。改进的

办法：设置一个发送寄存器，每当移位寄存器内为一个字时就将其内容送发送寄存器保存，由发送寄存器送数据。设发送寄存器保存一个字的最短时间5цs。

习题45：设有8个中断源，用软件方式排队判优。

（1）设计中断申请逻辑电路。

（2）然后判别中断源？画出中断处理流程。

解题：（1）用软件方式排队判优，所需硬件较简单，只需一个或门和一个存放8个请求信号的寄存器。或门的输出可判别有无中断请求，若有，再通过程序对寄存器中对应位进行检测，在程序中，位置在前检测的则其优先级高。

（2）软件进行检测，其流程图略

习题46：I/O系统处于DMA模式时，每传送一个数据就要占用

_______ 的时间，CPU在响应DMA请求后，将让出一个 ________ 周期给DMA控制器。

解题：一个存储周期（DMA要与存储器进行数据传送，每次传送只涉及到存储器的读写，因此传送一个数据占用一个存储器周期），机器周期。

*习题47：从可供选择的答案中，选出正确的答案。

（1）C PU响应中断后，在执行中断服务程序之前，至少要做 _A____ 几件事。

（2）中断服务程序的最后一条是 ___B____ 指令。

（3）实现磁盘与内存间快速数据交换，必须使用 __C____ 方式。（4）在以 ___C___ 方式进行数据传送时,无需 ___D__ 的介入，而是外设与内存之间直接传送。

（5）打印机与CPU之间的数据传送，不能使用 ___C___ 方式，而使用 ____E___ 方式。

A、B:（1）关中断、保存断点、找到中断入口地址（2）关中断、

保存断点（3）返回（4）中断返回（5）左移（6）右移

（7）移位

C、D、E：（1）中断（2）查询（3）DMA （4）中断或查询（5）中断或DMA （6）CPU （7）寄存器

解题：A（1）B（4）C（3）D（6）E（4）。

CPU要执行中断服务程序必须首先得到中断服务程序的首地址，为了在处理完中断后能正确返回原来执行的程序中，需要把原程序执行的地址和状态进行保存，即保存断点。在做这两项工作时，中断服务程序的工作尚未形成，为不让高级中断的响应引起程序的混乱，必须关中断，待CPU执行中断服务程序开始后再开中断；

中断处理完后，CPU将继续执行原来的程序，因此中断服务程序的最后一条指令一定是返回指令。

磁盘与主机交换数据的速度较快，为了减少中断次数，防止数据丢失，必须采用DMA控制方式。

DMA是利用硬件控制外设与主机数据的直接交换，无须CPU干预。

打印机的速度较慢，采用快速的 DMA方式有可能丢失数据，并浪费硬件资源。因此宜采用程序查询方式或程序中断控制方式。

习题48：中断控制方式中的中断与DMA的中断有何异同？

解题：DMA在控制外设与主机数据交换的过程中为向CPU申请总线控制权，并向CPU报告数据传送过程中的正常或异常也需要中断，但与程序中断控制方式中的中断有所不同。

（1）对DMA的中断，CPU在一个机器周期结束时就可响应。对于程序中断，则CPU必须执行完一条指令后方可响应。

（2）D MA的控制只在外设和内存之间进行，不会破坏CPU的现场。在响应中断时，不需保护现场，因此可以快速响应。

习题49：请说出缓冲技术的作用。

解题：缓冲技术的主要是匹配器件和器件之间、器件与设备之间、设备与设备之间速度的差异。例如：在存储系统中为匹配CPU与主存的速度差异设置高速缓冲存储器，在主机与外设进行数据交换时，为匹配外设与主机的速度差异在接口中设置缓冲存储器。

习题50：请说出通道方式与DMA方式的异同点。

解题：通道控制方式和DMA控制方式相同点都是把外设与主机交换数据过程控制权从CPU中接管，使外设能与主机并行工作。

不同点有三：

（1）工作原理不同：通道采用软件和硬件结合的方法，通过执行通道程序控制数据交换的过程；而DMA完全采用硬件控

制数据交换的过程，速度较快。

（2）功能不同：由于通道是由DMA发展来的，比DMA功能更强。DMA中，CPU必须进行设备的选择、切换、启动、终

止，并进行数据校验。所以CPU在输入输出过程中的开销

较大，而通道控制把这些工作都接管，减轻CPU的负担。

（3）外设类型不同：通道可以控制多种类型的外设；而DMA只能控制速度较快、类型单一的外设。

习题51：名词解释：中断、中断源、单线中断、多线中断、单重中断多重中断、向量中断、中断向量、中断向量地址。

解题：中断-是CPU处理事务的一种方法。在实际应用中，多数事件是非寻常或非预期的，当系统出现某些急于要处理的异常情况或特殊请求时，CPU暂时中止正在执行的程序，先转去执行处理紧要事件的子程序；在处理完毕后，CPU自动返回到原来的程序断点处继续运行。

中断源-引起中断的原因，中断请求由中断源发出。

单线中断-CPU只有一根中断请求线（INTR），各中断源共用该中断请求输入线发出中断申请，CPU接到中断请求后，必须通过软件或硬件的方法来查询哪个中断源发出的中断源。

多线中断-CPU由多根中断请求线，各中断源独占一根中断请求输入线，将中断请求直接送到CPU，多线中断方式的特点是CPU接到中断请求的同时，也知道了中断源是谁，因此响应速度快，但其硬件代价较大，且CPU所能连接的中断源数目有限，难以扩充。

单重中断-是指CPU在执行中断服务程序的过程中不能再被中断，即不允许中断嵌套。

多重中断-是指CPU在执行某个中断服务程序的过程中，还可以响应更高级别的中断请求，又称中断嵌套。

向量中断-一种间接寻址方式。

中断向量-在向量中断中，是指中断服务程序的入口单元地址。将各中断源的中断向量组成一个表（向量表）。

中断向量地址-存放中断向量的单元地址（亦称向量地址）。

每个中断源的向量地址和中断向量对于硬件来说是永久分配好的，它指明了执行中断服务程序的走向，好象“指路标”一样，是所谓《向量中断》的含义。

习题52：DMA和CPU分时使用内存的三种方法是 _____ 、______、

______ ；以DMA方式传送数据的过程中，由于没有破坏 ______ 和

______ 的内容，所以一旦数据传送完毕，主机立即返回原程序。

解题：停止CPU访问；周期挪用；DMA和CPU交替访内。程序计数器；寄存器。

习题53：主机与外围设备之间数据交换的直接程序传送方法中，根据设备的性质，可有 _____ 和 ______ 两种不同的形式。

解题：无条件传送；查询传送。

习题54：按照处理方式可分为 _____ 、_______ 两类；按照中断源处于主机内部还是外部又可分为 _____ 、_____ 两类。寻找中断源有两种常用的方法是 ______ 、_______ 。

解题：程序中断、简单中断；内中断，外中断；查询法，向量中断。习题55：通道是___A___ ，其主要任务是：___B___ 和 ___C___ ，按通道和CPU的独立程度可分为 ___D__ 通道、__E__ 通道；按通道的工作方式可分为 ___F__ 通道、__G___ 通道和 ____H__ 通道三种类型；通道指令是 ___I____，通道程序是 ___J___ ，通道状态字的作用是 ___K__ 。

解题：A.输入输出传输控制的专用处理器.

B.实现对I/O设备的统一管理.

C.实现对I/O设备与内存之间的直接数据传送.

D.结合型.

E.独立型.

F.字节多路.

G.选择.

H.数组多路.

I.规定通道应执行的输入输出操作或通道本身应做的操作(又称为通道命令).

J.由若干条通道指令,按照命令链或数据链连接而成的通道指令集;一个通道程序的功能就是通道部件要完成中央处理机发出的一条启动输入输出指令所要执行的全部操作.

K.用来记录通道和外围设备执行输入输出指令的情况以及外围设备的状态.

习题56:请说出接口的功能及其组成。

解题：接口是在系统总线和外设之间传输信号，提供缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。接口的基本功能为：寻址功能；输入输出功能；数据缓冲功能；数据转换功能；检错纠错功能；中断功能；

组成：缓冲器、锁存器、地址译码器、读写控制电路、中断控制电路。

习题57：I/O接口有几种寻址方式？

解题：统一编址、独立编址。

习题58：请说出程序查询方式下计算机如何进行输入输出操作的？

解题：输入过程：CPU把一个地址值送入地址总线，选择某个输设备；CPU等待输入设备的数据成为有效；CPU从数据总线输入数据，放在寄存器中。

输出过程：CPU把一个地址值送入地址总线，选择某个输出设备；CPU把数据放在数据总线；输出设备认为数据有效，将数据取走。习题59：请写出类型为80的中断向量在中断向量表中的存放位置。答：偏移量低位80 Х 4=0000：0140H；

偏移量高位80 Х 4 +1=0000：0141H；

段地址低位80 Х 4 +2=0000：0142H；

段地址高位80 Х 4 +3=0000：0143H。

习题60：类型号30H的中断处理子程序的入口地址为10580H，请写出这个中断向量在中断向量表中的存放位置和存放情况。

答：这个中断向量是1000H：0580H：

存放位置：30H Х 4 =0000：00C0H；30H Х 4 +1 =0000：00C1H; 30H Х 4 +2 =0000：00C2H; 30H Х 4 +3 =0000：00C3H。

存放内容：偏移量低位80H，偏移量高位05H，段地址低位00H，段地址高位10H。

习题61：什么是总线？通常由哪几部分组成？各部分的作用是什么？解题：（1）总线是构成计算机系统的骨架，是各个功能部件之间进行信息传输的公共通路。借助总线连线，计算机各个部件之间可以传送地址数据和各种控制信息。

（2）总线通常由传输线、接口逻辑以及总线仲裁部件组成。

（3）总线各部分的作用如下：

传输线-是各种信号的集合，分DB、AB、CB。

DB-决定总线并行传输的数据宽度其位数即为总线宽度。

AB-用来传送数据的源地址或目标地址，决定总线直接寻址的地址空间。

CB-用来控制对DB和AB的访问和使用。

接口逻辑-各部件与总线不是直接相连的，因为总线中的许多线是双向传输的，因而需要有双向传输的器件作为接口，如三态门

等，同时，在每个大部件中，又有多个寄存器或运算部件需要与

总线连接，通常也采用一个缓冲寄存器作为与总线接口的寄存器。

总线仲裁部件-由于总线是公共的信息通路，被多个部件所共享。但任何一个时刻总线只能为一个部件服务。当多个部件同时请求使用总线时，就出现了总线的“争用”情况。这时必须由总线仲裁部件根据某一策略决定哪一个部件优先使用总线。因此总线仲裁部件的功能就是合理地分配和管理总线资源，提高总线的吞吐量。

习题62：总线宽度的含义是什么？什么是总线的传输率？某总线有104根信号线，其中DB为32根，AB是25根，控制总线47根，总线工作频率为33MHZ。问：该总线的宽度是多少？其传输率是多少？

解题：总线中数据总线的位数称为该总线的宽度；

传输率（亦称为总线的数据传输速率）定义为总线上每秒传输的最大字节量，单位是B/S或MB/S；

由于DB为32根，所以总线宽度是32位。所以传输率

=33MHZ Х（32/8）=132MB/S。

习题63：什么是系统总线？在单处理机系统中，系统总线有哪几种结构类型？它们各有什么特点？

解题：系统总线-是计算机各功能部件，如CPU、内存和I/O接口之间互相连接的总线。因在CPU之外，故又称为外总线。

在单处理机系统中，系统总线从结构上又可分为三种类型，即单总线结构、双总线结构、三总线结构。

单总线结构--计算机系统中的所有功能部件都由一条总线（系统总线）连接起来，与总线连接的所有部件互相独立，且采用异步通信方式，其传输速率只与设备固有速率有关，而与总线上其他部件及总线物理长度无关。单总线结构简单，易于控制，设备扩充灵活。但是，在同一时间，总线只能传送一个信息，当多个部件要求传送信息时，必须等待，因而影响系统效率的提高。适合小型机和微机。

双总线结构—内存总线是CPU、内存和通道之间进行数据传输的公共通路，I/O总线是通道与各外设进行数据传输的公共通路。这种方式有利于I/O系统与主机并行工作，从而提高了系统的效率。通常在大、中型机中采用。

三总线结构—三条总线分别是内存总线、DMA总线和I/O总线。内存总线用于在CPU和内存之间传输信息，如取指令、取数和存数等；I/O总线用于CPU和各类外围设备之间进行信息交换，当执行I/O指令时，进行地址和数据的传输。DMA总线可以把一个或多个高速外设同内存连接起来，以便在内存和高速外设之间高速地直接交换信息。由于总线是专用的，因而可以提高信息传输的速度，但是开展比较复杂。

习题64；名词解释：同步通信、、：

解题：同步通信—是指连接在总线上的所有部件都从一条公共的时钟线（CLOCK）上获得信号进行同步。时钟周期也称为总线周期。在每一个总线周期内可以进行一次数据传送。如：在存储器读操作中，CPU将存储单元的地址放到地址总线上，发出读信号，同时发出同步信号表明地址和控制信息有效。存储器识别地址和控制信息经过一个总线周期的延时，将数据和应答信息放到总线上。此时完成一次信息交换。

优点：控制简单，速度快，缺点：不能进行远距离通信，各部件存取时间要比较接近，不能及时进行通信有效性试验，致使可靠性降低。

异步通信—允许总线上各部件有各自的时钟，部件之间通信时没有公共的时间标准，下一事件的发生依赖于上一个事件的结实，称为应答（或握手）方式。如：在存储器读操作的异步全互锁通信中，CPU将存储单元的地址放到地址总线上，发出读信号。在地址和读信号稳定后，发出主同步信号表明地址和控制信息有效。存储器接受到主同步信号后，将数据放到DB上，发出从同步信号进行应答。

优点：适合存取时间不同的部件进行通信，对总线长度没有严格的要求，能进行有效性校验。

缺点：与同步通信相比，传输速度较慢，且总线控制逻辑复杂。习题65：试说明在DMA传送方式中，停止CPU访问内存方法的工作原理，并分析其优缺点。

解题：停止CPU访问内存方法的工作原理：当外设要求传送一批数据时。由DMA 控制器发出一个总线请求信号，要求CPU停止工作，放弃对总线的使用权。DMA控制器获得总线控制权以后，开始进行数据传送，在一批数据传送完毕后，DMA控制器向CPU发出正

常结束中断请求，通知CPU数据传送完毕，并把总线控制权归还给CPU。

主要特点：在DMA传送过程中，CPU基本上不处于工作状态。其优点是控制简单。其缺点是在DMA控制器访问内存阶段，内存的效能没有充分发挥，相当一部分内存工作周期是空闲的。这是因为外围设备传送两个数据之间的间隔一般总是大于内存存储周期。因此该方法适用于数据传送率很高的外设进行成组传送。

《扩充》

DMA技术的出现，使得外设可以通过DMA控制器直接访问内存，同时，CPU可以继续执行程序。CPU与DMA控制器分时使用内存。停止CPU访问内存、周期挪用、DMA与CPU交替访问内存是分时使用内存的三种方法。周期挪用方式适用于外设读写周期大于内存存储周期的情况。其优点是较好发挥内存和

交替访问内存适用于CPU周期比内存存储周期长的多的情况。其

缺点是相应的硬件逻辑很复杂。

习题66：概念题：

1．一个通道可以连接多个外部设备控制器；但一个外部设备控制器只能管理一台外部设备。

2．DMA设备的中断级别比其他外设高，否则可能引起数据丢失。

3．DMA是主存与高速外设之间交换数据的方式，不能用于主存与主存之间的数据交换。

4．如果CPU关中断，则外部设备有中断申请，也不能立刻得到CPU的响应。

5．DMA和通道的数据传送方式不需要CPU的控制。

6．CPU和DMA控制器必须分时使用总线。

7．如果CPU关中断，则优先级高的中断申请也不能中断另一个中断处理程序的执行。

8．连接到计算机单总线上设备不一定就是主设备。

9．在主程序执行时，若有I/O请求或有硬件等方面的故障等，都可以中断主程序的执行，因此CPU的级别并不是

最高的。

10．一旦有中断请求出现，CPU在执行当前指令后才去受理中断请求。

习题67：微程序控制器主要由 ______ 、______ 、______ 三部分组成，其中 _______ 是只读存储器，它用来存放 _______ 。

解题：控制存储器、微指令寄存器、微地址形成及译码部件；控制存储器、微程序。

习题68：在虚拟存储器中，物理空间和逻辑空间有何区别及联系？

解题：物理空间；实际地址对应的空间，亦称为《实存空间》；

逻辑空间；程序员编程时可用虚地址对应的地址空间，也称为《虚存空间》。

一般情况下，逻辑空间远大于物理空间。物理空间是在运行程序时，计算机能提供的真正的主存空间；逻辑空间则是用户编程时可以运用的虚拟空间，程序运行时，必须把逻辑空间映射到物理空间。

习题69：概念题：

1．在CPU中通常都设置若干个寄存器，这些寄存器与主存统一编址。访问这些寄存器的指令格式与访问存储器时相同的。

2．机器刚加电时，Cache无内容，在程序运行过程中CPU初次访问存储器某单元时，信息由存储器向CPU传送的同时传送到

Cache；当再次访问该单元时即可从Cache取得信息（假设没有被替换）。*

3．Cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于Cache。4．Cache的功能全由硬件实现。*

5．多体交叉存储器主要解决扩充容量问题。

6．在计算机中存储器是数据传送的中心，但访问存储器的请求是由CPU或I/O发出的。*

7．在虚拟存储器中，逻辑地址转换成物理地址是由硬件实现的，仅在页面失效时才由操作系统将被访问页面从辅存调到主存，必要时还要先把被淘汰的页面内容写入辅存。

8．内存与外存都能直接向CPU提供数据。

解题：

1．机器中的寄存器常常是独立编址的，因此访问寄存器的指令格式与访问存储器的指令格式是不同的。

2．*

3．Cache是单独编址的，它不是主存的一部分，比主存存取速度要快一个数量级。

5．多体交叉存储器主要是为了提高存取速度，增加存储器带宽。6．*

7．在虚拟存储器中，主要通过存储管理软件来进行虚实地址的转换。

8．外存不能直接向CPU提供数据，CPU需要数据时，向主存发出请求，若主存中无此数据，由存储管理软件从辅存中调入，然后再提供给CPU。

习题70：有一主存-Cache 层次的存储器，它的主存容量1MB，Cache容量64KB，每块8KB，如果采用直接映像方式：写出它的主存地址格式/假如主存地址为25301H问：它在主存的哪个块？

解题；Cache容量64KB，即16位地址线，每块8KB，即13位地址线（块内地址13位）块地址是16-13=3根地址线。主存容量1MB=20根地址线，因此页面标记是20-16=4根地址线。主存地址格式如下：

也就是：区号：0010；块号：010；块内地址：1 0011 0000 0001。

习题71：某计算机系统的主存容量为1MB，Cache的容量16KB，块的大小是512个字节。请写出：主存地址格式；Cache地址格式；画出直接方式地址映像以及变换示意图。

计算机系统结构习题及答案

第1章计算机系统结构的基本概念 1、有一个计算机系统可按功能分成4级，每级的指令互不相同，每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强M倍，即第i级的一条指令能完成第i-1级的M条指令的计算量。现若需第i级的N条指令解释第i+1级的一条指令，而有一段第1级的程序需要运行Ks，问在第 2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间？答：第2级上等效程序需运行：(N/M)*Ks。第3级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*Ks。第4级上等效程序需运行：(N/M)*(N/M)*(N/M)*Ks。 2、硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。只是反映在速度、价格、实现的难易程度上这两者不同。 3、试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与影响。答：计算机系统结构、计算机组成、计算机实现互不相同，但又相互影响。（1）计算机的系统结构相同，但可采用不同的组成。如IBM370系列有115、125、135、158、168等由低档到高档的多种型号机器。从汇编语言、机器语言程序设计者看到的概念性结构相同，均是由中央处理机/主存，通道、设备控制器，外设4级构成。其中，中央处理机都有相同的机器指令和汇编指令系统，只是指令的分析、执行在低档机上采用顺序进行，在高档机上采用重叠、流水或其它并行处理方式。（2）相同的组成可有多种不同的实现。如主存器件可用双极型的，也可用MOS型的；可用VLSI单片，也可用多片小规模集成电路组搭。（3）计算机的系统结构不同，会使采用的组成技术不同，反之组成也会影响结构。如为实现A:=B+CD:=E*F,可采用面向寄存器的系统结构，也可采用面向主存的三地址寻址方式的系统结构。要提高运行速度，可让相加与相乘并行，为此这两种结构在组成上都要求设置独立的加法器和乘法器。但对面向寄存器的系统结构还要求寄存器能同时被访问，而对面向主存的三地址寻址方式的系统结构并无此要求，倒是要求能同时形成多个访存操作数地址和能同时访存。又如微程序控制是组成影响结构的典型。通过改变控制存储器中的微程序，就可改变系统的机器指令，改变结构。如果没有组成技术的进步，结构的进展是不可能的。综上所述，系统结构的设计必须结合应用考虑，为软件和算法的实现提供更多更好的支持，同时要考虑可能采用和准备采用的组成技术。应避免过多地或不合理地限制各种组成、实现技术的采用和发展，尽量做到既能方便地在低档机上用简单便宜的组成实现，又能在高档机上用复杂较贵的组成实现，这样，结构才有生命力；组成设计上面决定于结构，下面受限于实现技术。然而，它可与实现折衷权衡。例如，为达到速度要求，可用简单的组成但却是复杂的实现技术，也可用复杂的组成但却是一般速度的实现技术。前者要求高性能的器件，后者可能造成组成设计复杂化和更多地采用专用芯片。组成和实现的权衡取决于性能价格比等因素；结构、组成和实现所包含的具体内容随不同时期及不同的计算机系统会有差异。软件的硬化和硬件的软件都反映了这一事实。VLSI的发展更使结构组成和实现融为一体，难以分开。 4、什么是透明性概念？对计算机系统结构，下列哪些是透明的？哪些是不透明的？存储器的模m交叉存取；浮点数据表示；I/O系统是采用通道方式还是外围处理机方式；数据总线宽度；字符行运算指令；阵列运算部件；通道是采用结合型还是独立型；PDP-11系列的单总线结构；访问方式保护；程序性中断；串行、重叠还是流水控制方式；堆栈指令；存储器最小编址单位；Cache存储器。答：透明指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到。透明的有：存储器的模m交叉存取；数据总线宽度；阵列运算部件；通道是采用结合型还是独立型；PDP-11系列的单总线结构；串行、重叠还是流水控制方式；Cache存储器。不透明的有：浮点数据表示；I/O系统是采用通道方式还是外围处理机方式；字符行运算指令；访问方式保护；程序性中断；堆栈指令；存储器最小编址单位。P.S. 属于计算机系统结构的属性有：数据表示、寻址方式、寄存器组织、指令系统、存储组织、中断机构、I/O结构、保护机构等。属于组成的属性有：数据通路宽度、专用部件设置、功能部件并行度、控制机构的组成方式，可靠性技术等。它着眼于机器内各事件的排序方式，控制机构的功能及部件间的关系。属于实现的属性有：部件的物理结构、器件、模块的划分与连接、微组装技术、信号传输技术等，它着眼于器件技术和微组装技术。 5、从机器（汇编）语言程序员看，以下哪些是透明的？指令地址寄存器；指令缓冲器；时标发生器；条件寄存器；乘法器；主存地址寄存器；磁盘外设；先行进位链；移位器；通用寄存器；中断字寄存器。答：透明的有：指令缓冲器、时标发生器、乘法器、主存地址寄存器、先进先出链、移位器 6、下列哪些对系统程序员是透明的？哪些对应用程序员是透明的？系列机各档不同的数据通路宽度；虚拟存储器；Cache存储器；程序状态字；“启动I/O”指令；“执行”指令；指令缓冲寄存器。答:对系统程序员透明的有：虚拟存储器；Cache存储器；程序状态字；对应用程序员透明的有：系列机各档不同的数据通路宽度；“启动I/O”指令；“执行”指令；指令缓冲寄存器。该题答案纯属本人个人见解。对系统程序员透明是否意味着有计算机系统结构透明，而对应用程序员透明则对应着对计算机组成透明呢？----lanjing 以下摘自南京大学出版社出版，李学干主编的辅导书

计算机组成原理试题及答案

2. （2000）10化成十六进制数是______。 A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）16 3. 下列数中最大的数是______。 A．（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 4. ______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 6. 下列有关运算器的描述中，______是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 7. EPROM是指______。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读存储器 8. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４９. 设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X > -1/2成立。Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1 Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1 Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意 10. CPU主要包括______。 A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 11. 信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。 A.串行传输 B.并行传输 C.并串行传输 D.分时传输 12. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。 A. RR型 B. RS型 C. SS型 D.程序控制指令 13. 下列______属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D.文本处理 14. 在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速度 15. 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用______作为存储芯片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D.辅助存储器 16. 设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为______。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为______。 1

计算机组成原理课后习题答案解析

作业解答第一章作业解答 1.1 基本的软件系统包括哪些内容？答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。 1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据。运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。 1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面： 1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。 2) 采用二进制形式表示数据和指令。 3) 采用存储程序方式。存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题

过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。 1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。 1.5 什么叫总线？总线的主要特点是什么？采用总线有哪些好处？答：总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息，但必须分时使用总线发送信息，以保证总线上信息每时每刻都是唯一的、不至于冲突。使用总线实现部件互连的好处： ①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本； ②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。 1.6 按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？答：按总线完成的任务，可把总线分为：CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。 1.7 计算机的主要特点是什么？答：计算机的主要特点有：①能自动连续地工作；②运算速度快；③运算精度高；④具有很强的存储能力

计算机组成与系统结构第二章习题及答案

、填空题（20 每空 2 分） 1. 计数制中使用的数据个数被称为________ 。（基） 2. 移码常用来表示浮点数的_ 部分，移码和补码比较，它们除_外, 其他各位都相同。（阶码，符号位） 3. 码值80H: 若表示真值0, 则为_; 若表示-128 ，则为_ ；若表示-127 ，则为____ ; 若表示-0, 则为 ____ 。（移码补码反码原码） 4. 在浮点运算过程中，如果运算结果的尾数部分不是_ 形式，则需要进行规格化处理。设尾数采用补码表示形式，当运算结果—时, 需要进行右规操作；当运算结果________________________________ 时，需要进行左规操作。（规格化溢出不是规格化数）二、选择题（20 每题 2 分） 1. 以下给出的浮点数，_______ 规格化浮点数。（B ） A. 2 八-10 X 0.010101 B . 2 八-11 X 0.101010 C. 2 八-100 X 1.010100 D . 2 八-1 X 0.0010101 2. 常规乘除法器乘、除运算过程采用部分积、余数左移的做法，其好处是。（ C ）

A. 提高运算速度 B. 提高运算精度 C.节省加法器的位数 D. 便于控制 3. 逻辑异运算10010011 和01011101 的结果是_____ 。（B） A.01001110 B.11001110 C.11011101 D.10001110 4. _________浮点数尾数基值rm=8, 尾数数值部分长 6 位，可表示的规格化最小正尾数为。（Q 1. A.0.5 B.0.25 C.0.125 D.1/64 5?当浮点数尾数的基值rm=16, 除尾符之外的尾数机器位数为8 位时, 可表示的规格化最大尾数值是_____________ 。（D） A.1/2 B.15/16 C.1/256 D.255/256 6. 两个补码数相加，采用1 位符号位，当_时表示结果溢出。（D） A、符号位有进位 B、符号位进位和最高数位进位异或结果为0 C符号位为1D、符号位进位和最高数位进位异或结果为1 7. 运算器的主要功能时进行_ 。（0 A、逻辑运算 B、算术运算 C、逻辑运算和算术运算 D、只作加法 8. 运算器虽有许多部件组成，但核心部件是_______ 。（B） A、数据总线 B、算术逻辑运算单元 C、多路开关 D、累加寄存器9?在定

计算机体系结构习题(含答案)

第2章课后习题 1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值r m=16，阶码基值r e=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。（1）最大尾数（8）最小正数（2）最小正尾数（9）最大负数（3）最小尾数（10）最小负数（4）最大负尾数（11）浮点零（5）最大阶码（12）表数精度（6）最小阶码（13）表数效率（7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数 2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数围正数不小于1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。 (1) 设计这种浮点数的格式 (2) 计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。 3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1，其中，p是浮点数的尾数长度。 (1) 选择合适的舍入方法。 (2) 确定警戒位位数。 (3) 计算在正数区的误差围。 4．假设有A和B两种不同类型的处理机，A处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。B处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在A处理机和B处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？ 5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。 (1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 (2) 设计8字长的寄存器-寄存器型指令3条，16位字长的寄存器-存储器型变址寻址方式指令4条，变址围不小于±127。请设计指令格式，并给出各字段的长度和操作码的编码。 6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字

计算机组成原理试卷含答案

湖南师范大学2012—2013学年第一学期信息与计算科学专业2011年级期末/ 补考/重修课程计算机组成原理考核试题出卷人：毛禄广课程代码：考核方式: 考试时量：分钟试卷类型：A/B/C/D 一、单选题（30分，每题2分） 1. 算术逻辑单元的简称为（）B A、CPU。 B、ALU。 C、CU。 D、MAR。 2. EPROM是指（）D A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.可擦除可编程只读存储器 3. 异步通信的应答方式不包括（）D A、不互锁 B、半互锁 C、全互锁 D、以上都不包括 4. 三种集中式总线仲裁中，______方式对电路故障最敏感。A A、链式查询 B. 计数器定时查询 C. 独立请求D、以上都不正确 5. 下面说法正确的是：（）B A、存储系统层次结构主要体现在缓存-主存层次上； B、缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题； C、主存和缓存之间的数据调动对程序员也是不透明的； D、主存和辅存之间的数据调动由硬件单独完成。 6. 动态RAM的刷新不包括( ) D A、集中刷新 B、分散刷新 C、异步刷新 D、同步刷新 7. 关于程序查询方式、中断方式、DMA方式说法错误的是（）D A、程序查询方式使CPU和I/O设备处于串行工作状态，CPU工作效率不高； B、中断方式进一步提高了CPU的工作效率； C、三者中DMA方式中CPU的工作效率最高； D、以上都不正确。第 1 页共5 页 8. 发生中断请求的条件不包括（）D A.一条指令执行结束 B.一次I/O操作结束 C.机器内部发生故障 D.一次DMA操作结束 9. DMA的数据传送过程不包括（）A A、初始化 B、预处理 C、数据传送 D、后处理 10. 下列数中最大的数为（）B A.（10010101）2 B.（227）8 C.（96）8 D.（143）5 11. 设32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，尾数位为23位，则它所能表示的最大规．格化正数为（）B A +（2 – 2-23）×2+127B．[1+（1 – 2-23）]×2+127 C．+（2 – 223）×2+255D．2+127 -223 12. 定点运算中，现代计算机都采用_______做加减法运算。（）B A、原码 B、补码 C、反码 D、移码 13._________中乘积的符号位在运算过程中自然形成。（）C A、原码一位乘 B、原码两位乘 C、补码一位乘 D、以上都不是 14.设x为真值，x*为绝对值，则[-x*]补=[-x]补能否成立（）C A、一定成立 B、不一定成立 C、不能成立 D、以上都不正确 15. 最少可以用几位二进制数即可表示任一5位长的十进制整数。（）A A、17 B、16 C、15 D、18 二、填空题（共10分，每题1分） 1.总线控制分为判优控制和________。（通信控制） 2.总线通信常用四种方式________、异步通信、半同步通信、分离式通信。（同步通信） 3.按在计算机系统中的作用不同，存储器主要分为主存储器、辅助存储器、_________。（缓冲存储器） 4.随机存取存储器按其存储信息的原理不同，可分为静态RAM和__________。（动态RAM） 5.I/O设备与主机交换信息的五种控制方式是程序查询方式、中断方式和、_________、I/O通道方式和I/O处理机方式。（DMA方式） 6.程序查询方式中为了完成查询需要执行的三条指令分别为测试指令、________、转移指令。（传送指令） 7.浮点数由阶码和________两部分组成。（尾数） 8.二进制数-0.1101的补码为__________。（10011） 9._______是补码一位乘中乘数符号为负时的方法。（校正法）

计算机组成原理课后习题答案.

计算机组成原理课后习题答案第一章 1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。 2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。4．主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备 5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。6．每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。 7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是指令流。 8．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。 9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。 10．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。 11．从第一至五级分别为微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级。采用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制。而且用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。 12．因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。13．（略）

计算机系统结构习题

《计算机系统结构》考试题及答案(一) 一、单项选择题 1.计算机使用的语言是（）。 A) 专属软件范畴，与计算机体系结构无关 B) 分属于计算机系统各个层次 C) 属于用以建立一个用户的应用环境 D) 属于符号化的机器指令 2.动态数据流机最突出的特点是使（）。 A) 数据流令牌无标号 B) 需要程序记数器来实现 C) 令牌带上标号 D) 同步由门（Latch）寄存器来实现 3.多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（）。 A) 可以并行执行B) 不可能并行 C) 任何情况均可交换串行D) 必须并行执行 4.多处理机的各自独立型操作系统（）。 A) 要求管理程序不必是可再入的 B) 适合于紧耦合多处理机 C) 工作负荷较平衡 D) 有较高的可靠性 5.输入输出系统硬件的功能对（）是透明的。 A) 操作系统程序员B) 应用程序员 C) 系统结构设计人员D) 机器语言程序设计员 6.“启动I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于（）。 A) 目态指令B) 管态指令 C) 目态、管态都能用的指令D) 编译程序只能用的指令 7.全相联地址映象是指（）。 A) 一个虚页只装进固定的主存实页位置 B) 任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 C) 组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置 D) 组间可任意装入，组内是固定装入 8.（）属于MIMD系统结构。 A) 各处理单元同时受同一个控制单元的管理 B) 各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 C) 松耦合多处理机和多计算机 D) 阵列处理机 9.设16个处理器编号分别为0，1，2，…，15用Cube，互联函数时，第10号处理机与第（）号处理机相联。 A) 11 B) 8 C) 14 D) 2 10.若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则（）。 A) 可获得高的吞吐率和效率B) 流水线的效率和吞吐率恶化 C) 出现瓶颈D) 可靠性提高

计算机组成原理试题(DOC)

计算机组成原理试卷１一、选择题（共20分，每题1分） 1．CPU响应中断的时间是_ C _____。 A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。 2．下列说法中___c___是正确的。 A．加法指令的执行周期一定要访存；B．加法指令的执行周期一定不访存； C．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存； D．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存。 3．垂直型微指令的特点是___c___。 A．微指令格式垂直表示；B．控制信号经过编码产生； C．采用微操作码；D．采用微指令码。 4．基址寻址方式中，操作数的有效地址是___A___。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）；B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址；D．寄存器内容加上形式地址。 5．常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。 A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。 6．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作__A____。 A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。 7．在运算器中不包含___D___。 A．状态寄存器；B．数据总线；C．ALU；D．地址寄存器。 8．计算机操作的最小单位时间是__A____。 A．时钟周期；B．指令周期；C．CPU周期；D．中断周期。 9．用以指定待执行指令所在地址的是_C_____。 A．指令寄存器；B．数据计数器；C．程序计数器；pc D．累加器。 10．下列描述中____B__是正确的。 A．控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果； B．一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算逻运算五个单元； C．所有的数据运算都在CPU的控制器中完成； D．以上答案都正确。 11．总线通信中的同步控制是__B____。 A．只适合于CPU控制的方式；B．由统一时序控制的方式； C．只适合于外围设备控制的方式；D．只适合于主存。 12．一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是B______。14+32=46 A．48；B．46；C．36；D．32。 13．某计算机字长是16位，它的存储容量是1MB，按字编址，它的寻址范围是A______。1mb/2b=1024kb/2b=512k A．512K；B．1M；C．512KB；D．1MB。 14．以下__B____是错误的。（输入输出4） A．中断服务程序可以是操作系统模块；B．中断向量就是中断服务程序的入口地址； C．中断向量法可以提高识别中断源的速度； D．软件查询法和硬件法都能找到中断服务程序的入口地址。 15．浮点数的表示范围和精度取决于__C____ 。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。

计算机组成与系统结构的基础概念

计算机组成与系统结构 1.计算机的主要部件：中央处理器、存储器、输入输出设备、（总线）。 2.软件系统的分类：操作系统、语言处理程序、应用软件。 3.机器字长是指该计算机能进行多少位二进制数的并行运算，实际上是指该计算机中的运算器有多少位，通常计算机的数据总线和寄存器的位数与机器字长一致。 4.CPU速度是指单位时间内能够执行指令的条数。 5.存储器完成一次数据的读（取）或写（存）操作所需要的时间称为存储器的存取（或访问）时间。 6.存储器执行一次完整的读/写操作所需要的时间称为存取周期。 7.系统的可靠性通常用平均无故障时间和平均故障修复时间来表示。 8.浮点数的机器表示由三部分组成，前面是尾符，中间是阶码部分，用移码表示，最后是尾数数值位，尾数部分用原码表示。 9.语音通过拾音设备转换成频率、幅度连续变化的电信号（模拟量），然后通过声卡对模拟量进行采样得到数字信号。 10.具有检测某些错误或带有自动纠正错误能力的数据称为数据校验码。 11.通常把一组编码中任何两个编码之间代码不同的位数称为这两个编码的距离，也称为海明距离。 12.设有效信息位的位数为n，校验位的位数为k，则组成的海明校验码共长n+k位。K与n 应满足关系：2k-1≥n+k 13.CRC码一般是指在n位信息码之后拼接k位校验位，应用CRC码的关键是如何从n位信息位简便的得到k位校验位的编码。 14.舍入的方法：恒舍法、恒置1法、下舍上入法（在十进制中就是四舍五入，在二进制中就是0舍1入）、查表舍入法、设保护位法。 15.补码加减法运算的规则：（1）参加运算的各个操作数均以补码表示，运算结果仍以补码表示。（2）按二进制数“逢二进一”的运算规则进行运算。（3）符号位与数值位按同样规则一起参与运算，结果的符号位由运算得出。（4）进行补码加法时，将两补码数直接相加，得到两数之和的补码；进行补码减法时，将减数变补，然后与被减数相加，得到两数之差的补码。（5）补码总是对确定的模而言，如果运算结果超过了模，则将模自动丢掉。 16.溢出的判断方法：（1）根据两个操作数的符号位与结果的符号位是否一致进行判断。（2）根据两数相加时产生的进位判别溢出。（3）采用变形补码进行运算并进行溢出判断。 17.把n个全加器串接起来，就可以进行两个n位数的相加，这种加法器称为串行进位的并行加法器。 18.原码一位乘法的规则：（1）参加运算的操作数取其绝对值。（2）令乘数的最低位为判断位，若为1，加被乘数，若为0，则加0。（3）累加后的部分积以及乘数右移一位。（4）重复n次（2）和（3）。（5）符号位单独处理，同号为正，异号为负。 19.原码除法运算方法：恢复余数法、不恢复余数法（加减交替法）。

计算机组成原理试册

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《计算机组成原理》练习册习题一 1、比较数字计算机和模拟计算机的特点？前者能够直接对模拟量信号进行加工处理，主要由处理连续信号的模拟电路组成；后者能够直接对离散信号进行加工处理，主要由脉冲数字电路组成。 2、数字计算机如何分类？分类的依据是什么？数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 3、数字计算机有哪些主要应用？科学计算、自动控制、测量和测试、信息管理、教育和卫生、家用电器和人工智能。 4、冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括那些主要组成部分？计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。传统上将运算器和控制器成为CPU，而将CPU和存储器成为主机。存储程序并按地址顺序执行，这就是冯·诺依曼型计算机的主要设计思想。 5、什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？存储器所有存储单元的总数成为存储器的存储容量；存储器中是由许多存储单元组 3

4 成的，每个存储单元都有编号，称为单元地址；如果某字代表要处理的数据，则称为数据字；如果某字为一条指令，则称为指令字。 6、CPU 中有哪些主要寄存器？（1）指令寄存器（IR ）（2）程序计数器（PC ）（3）地址寄存器（AR ）（4）缓冲寄存器（DR ）（5）累加寄存器（AC ）（6）状态条件寄存器（PSW ） 7、说明软件发展的演变过程。算法语言的变化：机器语言、汇编语言、高级语言操作系统的变化：从最初的单一操作系统到目前的批处理操作系统、分时操作系统、网络操作系统、实时操作系统。 8、说明计算机系统的层次结构。计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级，汇编语言级，高级语言级 5级编译程序 4级汇编程序 3级操作程序 2级微程序 1级微程序直接由硬件执行高级语言级汇编语言级操作系统级一般机器级微程序设计级

计算机组成原理试卷与答案

一、选择题 1.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校校验的字符码是______。 A 11001011 B 11010110 C 11000001 D 11001001 2.8位定点字长的字，采用2的补码表示时，一个字所能表示的整数范围是______。 A .–128 ~ +127 B. –127 ~ +127 C. –129 ~ +128 D.-128 ~ +128 3.下面浮点运算器的描述中正确的句子是：______。 a)浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现 b)阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算 c)阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作 d)尾数部件只进行乘法和减法运算 4.某计算机字长16位，它的存贮容量是64KB，若按字编址，那么它的寻址范围是______ A. 64K B. 32K C. 64KB D. 32 KB 5.双端口存储器在______情况下会发生读/写冲突。 a)左端口与右端口的地址码不同 b)左端口与右端口的地址码相同 c)左端口与右端口的数据码不同 d)左端口与右端口的数据码相同

6.寄存器间接寻址方式中，操作数处在______。 A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈 7.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。 a)每一条机器指令由一条微指令来执行 b)每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行 c)每一条机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 d)一条微指令由若干条机器指令组 8.按其数据流的传递过程和控制节拍来看，阵列乘法器可认为是 ______。 a)全串行运算的乘法器 b)全并行运算的乘法器 c)串—并行运算的乘法器 d)并—串型运算的乘法器 9.由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期通常用______来规定。 a)主存中读取一个指令字的最短时间 b)主存中读取一个数据字的最长时间 c)主存中写入一个数据字的平均时间 d)主存中读取一个数据字的平均时间 10.程序控制类指令的功能是______。 A 进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与CPU之间的数据传送

(完整版)计算机组成原理习题答案(蒋本珊)

第一章１．电子数字计算机和电子模拟计算机的区别在哪里？解：电子数字计算机中处理的信息是在时间上离散的数字量，运算的过程是不连续的；电子模拟计算机中处理的信息是连续变化的物理量，运算的过程是连续的。２．冯·诺依曼计算机的特点是什么？其中最主要的一点是什么？解：冯·诺依曼计算机的特点如下： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成； ②计算机内部采用二进制来表示指令和数据； ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。第③点是最主要的一点。３．计算机的硬件是由哪些部件组成的？它们各有哪些功能？解：计算机的硬件应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。它们各自的功能是： ①输入设备：把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去，并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。 ②输出设备：将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机。 ③存储器：用来存放程序和数据。 ④运算器：对信息进行处理和运算。

⑤控制器：按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。４．什么叫总线？简述单总线结构的特点。解：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。单总线结构即各大部件都连接在单一的一组总线上，这个总线被称为系统总线。CPU 与主存、CPU 与外设之间可以直接进行信息交换，主存与外设、外设与外设之间也可以直接进行信息交换，而无须经过CPU 的干预。５．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。解：现代计算机系统是一个硬件与软件组成的综合体，可以把它看成是按功能划分的多级层次结构。第０级为硬件组成的实体。第１级是微程序级。这级的机器语言是微指令集，程序员用微指令编写的微程序一般是直接由硬件执行的。第２级是传统机器级。这级的机器语言是该机的指令集，程序员用机器指令编写的程序可以由微程序进行解释。第３级是操作系统级。从操作系统的基本功能来看，一方面它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另一方面它又是传统机器的延伸。第４级是汇编语言级。这级的机器语言是汇编语言，完成汇编语言翻译的程序叫做汇编程序。第５级是高级语言级。这级的机器语言就是各种高级语言，通常用编译程序来完成高级语言翻译的工作。

计算机组成与系统结构

计算机组成与系统结构 1.冯·诺依曼计算机设计思想：依据存储程序，执行程序并实现控制。 2.早期计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。 3.软件系统爆过两大部分：系统软件和应用软件。 4.计算机的层次结构分为：微程序或逻辑硬件、机器语言、操作系统、汇编语言、高级语言、应用语言。 5.计算机系统结构、组成与实现之间的区别与联系： ①计算机结构：也称为计算机体系结构，是一个系统在其所处环境中最高层次的概念；是对计算机系统中各机器级之间界面的划分和定义，以及对各级界面上、下的功能进行分配。 ②计算机组成：也常译为计算机组织或成为计算机原理、计算机组成原理。在计算机系统结构确定了分配给硬件子系统的功能及其概念之后，计算机组成的任务是研究硬件子系统各部分的内部结构和相互联系，以实现机器指令级的各级功能和特性。 ③计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，主要研究个部件的物理结构，机器的制造技术和工艺等，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度、速度和信号。器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装配等技术。 6.Flynn分类法：按照计算机在执行程序时信息流的特征分为单指令单数据流计算机(SISD)、单指令多数据流计算机(SIMD)、多指令单数据流计算机(MISD)、多

指令多数据流计算机(MIMD). 7.加速比Sp=1/{(1-Fe)+Fe/Re},Fe为可改进比例，Re为部件加速比。 8.在计算机中有两种信息在流动，一种是控制流，即控制命令，由控制器产生并流向各个部件；另一种是数据流，它在计算机中被加工处理。 9.摩尔定律得以延续的理由：集成电路芯片的集成度每18个月翻一番。 10.冯·诺依曼计算机的执行过程：将要处理的问题用指令编程成程序，并将程序存放在存储器中，在控制器的控制下，从存储器中逐条取出指令并执行，通过执行程序最终解决计算机所要处理的问题。 11.数据编码的好处：用更少的数据表示更多的信息。 12.定点数：若约定小数点的位置固定不变，则成为定点数。定点数分为两种：定点整数(纯整数，小数点在最低有效数值位之后)和定点小数(纯小数，小数点最高有效数值位之前)。 13.浮点数：基数为2的数F的浮点表示为：F=M*2^E.其中M称为尾数，E称为阶码。尾数为带符号的纯小数，阶码为带符号的纯整数。 14.补码：非负数整数的补码为其原码，负数整数的补码在原码基础上取反加1. 15.n位补码表示的整数数值范围为-2^(n-1)~+(2^(n-1)-1)，n位补码表示的小数数职的范围为-1~+(1-2^(-n+1))。 16.补码的特点： ①0的表示是唯一的。②变形码。③求补运算。 ④简化加减法。⑤算术或逻辑左移。⑥算术右移。 17.反码：正整数反码与原码相同。负整数反码即原码取反。 18.汉字编码分为三类：汉字输入编码、国际码和汉字内码以及汉字字模码。

计算机组成原理实验完整版

河南农业大学计算机组成原理实验报告题目简单机模型实验学院信息与管理科学学院专业班级计算机科学与技术2010级1班学生姓名张子坡（1010101029）指导教师郭玉峰撰写日期：二○一二年六月五日

一、实验目的： 1.在掌握各部件的功能基础上，组成一个简单的计算机系统模型机； 2．了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程； 3定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。二、实验要求： 1.复习计算机组成的基本原理； 2.预习本实验的相关知识和内容三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。四、模型机结构及工作原理：模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时，只有低8位有效。在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中，CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期，指令由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一段微程序。另外，读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。

为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，必须设计三个控制操作微程序。存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。启动程序（RUN）：拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。注：CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值，无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2，由开关控制。五、实验内容、分析及参考代码：生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址